| 标题 | 仰望星空 聆听苍穹 |
| 范文 | 摘 要：本文主要探究中国在射电望远镜建设领域的非凡成就，通过对中国自主研发的世界最大单口径射电望远镜FAST以及由中国主导、20多国共同参与的世界最大综合孔径射电望远镜SKA的建造、特点和作用的阐述，突显中国实施创新驱动战略取得的累累硕果。 关键词：射电望远镜；FAST；SKA；创新驱动 近年来，我国大力实施创新驱动战略，取得了累累硕果：天宫遨游、蛟龙潜海、天眼望星、悟空探测……中国人不但实现了祖辈们上天入海的梦想，更是把触角伸向了茫茫宇宙。现代电子、无线电通信、计算机技术的迅猛发展，让科学家们可以利用射电波（无线电波）探索宇宙的奥秘，射电望远镜便脱颖而出了。 一、中国射电望远镜的起步 跟美德英澳日等发达国家相比，中国射电望远镜发展起步较晚，但自从2012年综合性能排名亚洲第一、世界第四的全方位可转动射电望远镜在上海天文台正式落成，“天眼”“天籁”计划的相继实施，中国在射电望远镜建设领域已取得了非凡的成就。 二、中国射电望远镜的成就 （一）中国天眼（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST） 2016年9月，中国有史以来最大的天文工程，总投资近12亿元人民币的500米口径球面射电望远镜FAST在贵州竣工试运营。FAST被誉为“中国天眼”，是我国自主建造的世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，从最初概念提出到建成试运行经历了22年时间，凝聚了无数科学家的智慧与心血。 FAST的重要使命就是探测宇宙，搜索脉冲星、中性氢、宇宙分子和外星文明信号。 寻找新的脉冲星是FAST现阶段的首要目标。脉冲星就是有规律发出电磁脉冲信号的旋转中子星。这种星体是大质量恒星寿命终结时超新星爆发的产物，它体积小得出奇，但密度非常大，假设有一个天平，一端盛上一茶匙的中子星物质，另一端则需要一座高达3000米的山峰才能平衡住。脉冲星转速快，辐射强，输出能量相当于1000个太阳。它的自转具有极其稳定的周期，被誉为自然界最精准的天文时钟。科学家相信，未来脉冲星可以成为人类在宇宙中航行的灯塔，为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器导航，如此我们就不必担心航天器找不准方向或者偏离正确轨道了。人类此前发现的2000多颗脉冲星都与中国无关，但FAST才试运行一年多时间，就已经发现并通过国际认证11颗脉冲星了。科学家预测，FAST2019年正式运行后，每年能发现上百颗脉冲星。全世界的射电望远镜中，目前只有FAST有这样的能力。 除了观测脉冲星，FAST还有两大科学目标：一是巡视宇宙中性氢。以研究宇宙大尺度物理学，找到宇宙的边缘，探索宇宙的起源和演化。二是寻找地外文明。2017年FAST已探测到一颗新星球，上面存在液态水和绿色植物的痕迹。随着功能不断升级、探测范围不断扩大，FAST未来可以接受到137亿光年以外的神秘信号，观察范围可达到宇宙边缘。到时候，中国说不定真的会成为第一个发现外星人的国家。 （二）平方千米阵（Square Kilometre Array，简称SKA） 尽管FAST具备看得远、灵敏度高、能看到微弱信号等突出优点，但因FAST口径太大，视场反而比较小，巡天耗时就会比较长，如果想要尽快把天空看一遍，则应该用口径小、数量多的射电望远镜阵列。大型阵列望远镜造价极高，运行耗电极多，数据处理量极大，采用国际合作的模式是一个不错的选择，平方千米阵（SKA）就此应运而生。 SKA是由数千个较小探测装置组成的巨型射电望远镜阵列，它采用高频碟状、中频孔径和低频孔径三类天线阵列，分布范围大于3000公里，形成一个总面积1平方千米的巨大信号采集面。SKA拥有史上最高的图像分辨率，灵敏度高于任何现存射电望远镜50倍以上，并能以高出1万倍的扫描速度完成巡天扫视。该项目投资达20亿美元以上，吸引了20多个国家的约100个组织参与其中，总部设在英国，现已同时在澳大利亚和南非开建。计划到2020年，SKA的部分阵列将开始进行科学观测，2030年左右实现完全运行，届时SKA将有2000多个高中频反射面天线和孔径阵列以及一百万个低频天线，用以帮助人类探测绘制宇宙地图，发现遥远无边的空间尽头，解答宇宙起源和演化的基本问题。 2018年2月，由中国主导研制的SKA首台天线启动，这标志着中国在SKA核心设备研发中发挥着引领和主导作用。中国作为SKA的10个项目创始国之一，从一开始被看不起，只让做最基础的天线座架，到后来凭借成本、性能、技术成熟度和工程可实施性等显著优势全面主持主导SKA工程核心技术研发，为世界成功提供“天线解决方案”，体现了中国在射电天文领域的技术迈进和突破，也为中国今后牵头和主导国际大科学工程积累了丰富经验。 三、结语 FAST和SKA，一個是能“观六路”的“中国天眼”，由中国自主研发；一个是能“听八方”的“世界之耳”，由中国引领主导。两种射电天文望远镜功能互补，都是人类观测宇宙不可或缺的工具，都将为人类认识宇宙提供历史新机遇，都奏响了中国创新驱动的最强音。仰望星空，聆听苍穹，China ready！ 参考文献： [1]喻菲，齐健.FAST：还没发现外星人，但听到震撼的宇宙”心跳”[J/OL].新华社客户端，2017-10-10. [2]陈芳，胡喆，白林.从参与到主导：十年炼就”中国之眸”[N].河北日报，2018-02-07（05版）. 作者简介：陆师禹（2000-），男，江苏泰州人，江苏省泰州中学高中学生。 |
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